JP6155245B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に関し、特に高圧バッテリなどを冷却した冷却風を排気するための排気流路を備える車両に関する。
ハイブリッド車両や電気自動車には、電動機の駆動源としてバッテリが搭載される。バッテリは、充放電時に発熱し、高温になると発電効率が低下するため、冷却風を導入してバッテリを冷却するようにした電源装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。一方、近年、バッテリや冷却ファンなどをユニット化して車室内に配置すると共に、バッテリを冷却した後の冷却風を車室内に排気することが検討されている。
特許文献1には、センターコンソールボックス内に第1及び第2バッテリパックを収容し、第1及び第2バッテリパックのそれぞれに対応させて2台の冷却ファン及び2系統の排気通路を独立して設け、冷却ファンで取り込んだ冷却風によりバッテリを冷却するようにした電源装置が開示されている。
特開2007−299592号公報
しかしながら、特許文献1によると、前席側の限られたスペースに2台の冷却ファン及び2系統の排気通路を配置するため、排気ダクトが狭いスペースで屈曲し、冷却風の圧力損失が増大して、冷却効率の低下や騒音が発生する虞がある。
本発明の目的は、バッテリを冷却した冷却風を車室内に分散排気可能で、且つ車室内の空間を有効利用できる車両を提供することである。
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
フロアパネル(例えば、後述の実施形態でのフロアパネル11)に前後方向に延びるように形成されたセンタートンネル(例えば、後述の実施形態でのセンタートンネル12)と、
前記センタートンネル上に配置され、高圧バッテリ(例えば、後述の実施形態での高圧バッテリ32)及び冷却ファン(例えば、後述の実施形態での冷却ファン36)を内装するセンターコンソール(例えば、後述の実施形態でのセンターコンソール30)と、
該冷却ファンに接続される排気流路(例えば、後述の実施形態での排気流路80F)と、を備え、
前記冷却ファンが、前記高圧バッテリの前方で且つ冷却風の流れ方向で前記高圧バッテリよりも下流側となるように配置された、車両(例えば、後述の実施形態での車両10)であって、
前記冷却ファンの出口(例えば、後述の実施形態での吐出口36a)は、前記センタートンネルの幅方向中央(例えば、後述の実施形態での幅方向中央CL)に対し左右方向のいずれか一方にオフセットするように設けられ、
前記排気流路は、分岐部材(例えば、後述の実施形態での分岐ダクト83)によって前記左右方向に分岐され、
該分岐部材は、前記左右方向の他方に前記一方よりも流路が拡径された拡径部(例えば、後述の実施形態での拡径部83b)を有する。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記分岐部材は、前記出口の中央に配置される二股分岐部(例えば、後述の実施形態での二股分岐部83c)によって前記排気流路を左排気流路(例えば、後述の実施形態での左第1排気流路81FL)と右排気流路(例えば、後述の実施形態での右第1排気流路81FR)に分岐し、
前記左排気流路と前記右排気流路は、それぞれ下流を後方に向けて斜め下方に延びる。
また、請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載の発明において、
前記センタートンネルの上面(例えば、後述の実施形態での上面12a)と前記分岐部材によって形成された空間(例えば、後述の実施形態での空間92)に、配線(例えば、後述の実施形態でのハーネス93)が配索される。
請求項1に記載の発明によれば、冷却ファンの出口からの距離が長く、圧力損失が大きくなる反オフセット側の排気流路の圧力損失を拡径部により低減し、左右排気流路の圧力損失を略同じ大きさとすることで、冷却風を左右均等に流動させることができる。これにより、バッテリを冷却した冷却風を車室内に分散排気できる。また、1台の冷却ファンにより冷却風を分散排気できるので車室内の空間を有効利用できる。
請求項2に記載の発明によれば、排気流路内を流動する冷却風の流れを整流して、排気流路の圧力損失を低減することができる。
請求項3に記載の発明によれば、分岐部材によって形成された空間を有効に利用して配線をコンパクトに配索することができる。
本発明の一実施形態に係る車両の前部座席と前部座席間に配置されたセンターコンソールを示す斜視図である。 センターコンソールの平面図である。 図2のA−A線部分断面図である。 センターコンソール内に収容される電気デバイスの分解斜視図である。 車両の室内を左後方から見た要部斜視図である。 車両の室内を左前方から見た要部斜視図である。 図5のB−B線断面図である。 分岐ダクトを前方から見た正面図である。
以下、本発明の一実施形態の車両について、図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、運転者から見た方向に従い、図面に車両の前方をFr、後方をRr、左側をL、右側をR、上方をU、下方をD、として示す。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両の前部座席と前部座席間に配置されたセンターコンソールを示す斜視図であり、図2はセンターコンソールの平面図であり、図3はセンターコンソールの部分断面図である。
図1〜図3に示すように、本実施形態の車両10では、フロアパネル11に形成されたセンタートンネル12上にセンターコンソール30が配置され、センターコンソール30に電気デバイスDが内装されている。
<センターコンソール>
センターコンソール30は、左前部座席14L及び右前部座席14R間に配置され、前方から順にカップホルダ52、シフトノブ51、小物を収容可能なトレー53、及び乗員の肘掛54などが上面に設けられた外装カバー55で内部空間が覆われている。外装カバー55の後端には、吸気グリル56が設けられたカバー部材57が取り付けられている。吸気グリル56は、後述する冷却ファン36が作動したとき、車室87内の空気を電気デバイスDの冷却風として取り入れる。
<電気デバイス>
次に、センターコンソール30に内装される電気デバイスDについて図3及び図4を参照しながら詳述する。図4は電気デバイスDの分解斜視図である。
電気デバイスDは、高圧バッテリ32と、ECU41と、高圧系機器35と、を備え、これら高圧バッテリ32と、ECU41と、高圧系機器35とがフレーム部材31で支持されることでユニット化されている。フレーム部材31は、上部フレーム部材31Uと、下部フレーム部材31Dと、上部フレーム部材31Uと下部フレーム部材31Dとを繋ぐ中間フレーム部材31Mとが、前部カバー部材31F、左カバー部材31L、右カバー部材31R及び後部カバー部材31Bで囲われることで構成されている。
高圧バッテリ32と、ECU41と、高圧系機器35とは、車両後方からこの順に配置されている。高圧系機器35は、中間フレーム部材31Mの前面に取り付けられたジャンクションボックス33と、ジャンクションボックス33の前方に配置され、高圧バッテリ32の電圧を変換する変換器(PCU)34とを含んで構成される。中間フレーム部材31Mの後面には、上記したECU41が取り付けられている。変換器(PCU)34は、DC−DCコンバータ42及びインバータ44を含み、前部カバー部材31Fとジャンクションボックス33との間に形成された空間に、これらDC−DCコンバータ42及びインバータ44が左右に配置されている。
高圧バッテリ32の左側面には、左カバー部材31Lとの間に吸気ダクト37が取り付けられ、右側面には、右カバー部材31Rとの間に排気ダクト38が取り付けられている。また、下部フレーム部材31Dの下面には、セル電圧センサ(CVS)46がCVSカバー45で覆われて固定されている。電気デバイスDは、下部フレーム部材31Dがセンタートンネル12にボルト締結されることで、センタートンネル12に固定されている。前部カバー部材31Fにはその前面に冷却ファン36が取り付けられており、冷却ファン36によってセンターコンソール30の吸気グリル56から取り込まれた空気は、吸気ダクト37→高圧バッテリ32→排気ダクト38を通り、排気ダクト38からDC−DCコンバータ42とインバータ44との間に形成された冷却通路39を通って冷却ファン36に吸い込まれ、冷却ファン36から排気流路80Fに排気される。
<フロア構造>
次に、排気流路80Fが設けられる車両10のフロア構造等について図5及び図6を参照しながら説明する。図5は、車両10の室内を左後方から見た要部斜視図であり、図6は、車両10の室内を左前方から見た要部斜視図である。
車両10は、フロアパネル11と、フロアパネル11の左前部座席14L及び右前部座席14R間に、前後方向に延びるように形成された断面略台形のセンタートンネル12と、車両10の左右側方を前後方向に延びる左サイドシル13L及び右サイドシル13Rと、左サイドシル13Lを覆う左サイドトリム15Lと、右サイドシル13Rを覆う右サイドトリム15Rと、を有する。車室87内には、左右一対の左前部座席14L及び右前部座席14Rの後方に、左右一対の左後部座席(不図示)及び右後部座席17Rが配置され、更に左後部座席(不図示)及び右後部座席17Rの後方に荷室19が設けられている。
左サイドトリム15Lには、左前部座席14Lの側方に開口する左第1吐出口21Lが設けられている。左サイドトリム15Lの後方には、左サイドライニング24Lが接続されており、左サイドライニング24Lには、荷室19に開口する左第2吐出口22Lが設けられている。右サイドトリム15Rには、右前部座席14Rの側方に開口する右第1吐出口21Rが設けられている。右サイドトリム15Rの後方には、右サイドライニング24Rが接続されており、右サイドライニング24Rには、荷室19に開口する右第2吐出口22Rが設けられている。
センタートンネル12の左側壁と左サイドシル13Lとは、車両左右方向に延びる左クロスメンバ16Lにより接続されている。センタートンネル12の右側壁と右サイドシル13Rとは、車両左右方向に延びる右クロスメンバ16Rにより接続されている。また、センタートンネル12にも、左クロスメンバ16L及び右クロスメンバ16Rと同じ位置に、センタートンネル12を補強する中央クロスメンバ16Mが設けられている(図3参照)。左クロスメンバ16Lの上面には、シートレール(不図示)を介して左前部座席14Lが配置されている。また、右クロスメンバ16Rの上面には、シートレール90Rを介して右前部座席14Rが配置されている。また、センタートンネル12内には、一端が不図示の内燃機関に接続された排気管20が前後方向に延びて配設されている(図3参照)。
<排気流路>
次に、排気流路80Fについて図5〜図7を参照しながら説明する。図7は、図5のB−B線断面図であり、図8は、分岐ダクトの正面図である。
排気流路80Fは、図5に示すように、第1排気流路81F及び第2排気流路82Fから構成されている。第1排気流路81Fは、左第1排気流路81FL及び右第1排気流路81FRから構成されている。左第1排気流路81FLは、分岐ダクト83及び左第1排気ダクト81Lから構成され、右第1排気流路81FRは分岐ダクト83及び右第1排気ダクト81Rから構成される。
分岐ダクト83は、図8に示すように、略逆Y字形に形成されており、上方に開口する冷却風入口83aに冷却ファン36の吐出口36aが接続され、センタートンネル12を跨ぐように左右方向に分岐して配設されている。分岐ダクト83の冷却風入口83aは、センタートンネル12の幅方向中央CLに対して左方向(図8では右方向)にオフセットしている。
分岐ダクト83は、冷却風入口83aの下方の二股分岐部83cで、左分岐ダクト83Lと右分岐ダクト83Rとに分岐する。左分岐ダクト83L及び右分岐ダクト83Rは、それぞれ下流を後方に向けて斜め下方に延びる。従って、冷却風入口83aのオフセット方向と逆方向に形成される右分岐ダクト83Rは、左分岐ダクト83Lと比較して流路長が長くなり、断面積が同じであれば圧力損失が大きくなる。
本実施形態の分岐ダクト83は、右分岐ダクト83Rの略中間部分に断面積が他の部分よりも大きな拡径部83bが設けられている。これにより、左分岐ダクト83L及び右分岐ダクト83Rの圧力損失を略同じ大きさとすることができ、冷却風入口83aから流入する冷却ファン36からの冷却風は、左分岐ダクト83Lと右分岐ダクト83Rとに均等に分流する。
なお、分岐ダクト83の冷却風入口83aが、センタートンネル12の幅方向中央CLに対して左方向にオフセットしているのは、冷却ファン36の中心がセンタートンネル12の中央CL近傍に位置するように冷却ファン36を配置したとき、左方向にオフセットする冷却ファン36の吐出口36aに合わせるためである。冷却風入口83aのオフセット方向は、冷却ファン36の吐出口36aに合わせることができれば左方向に限定されず、センタートンネル12の幅方向中央CLに対して右方向にオフセットしてもよい。
また、センタートンネル12上に略逆Y字形の分岐ダクト83が配置されることで、センタートンネル12の上面12aと分岐ダクト83によって形成された略三角形の空間92には、ハーネス93が配索されている。これにより、分岐ダクト83によって形成された空間を有効利用すると共に、ハーネス93の取り回しが容易となる。なお、ハーネス93は、冷却ファン36を駆動するために冷却ファン36に接続される配線である。
図5及び図6に戻り、左第1排気ダクト81Lは、一端が左分岐ダクト83Lに接続され、左前部座席14Lの下を通ってフロアパネル11上を後方に延び、左サイドトリム15Lの左後部座席(不図示)近傍に設けられた左第1接続部84Lに接続されている。右第1排気ダクト81Rは、一端が右分岐ダクト83Rに接続され、右前部座席14Rの下を通ってフロアパネル11上を後方に延び、右サイドトリム15Rの右後部座席17R近傍に設けられた右第1接続部84Rに接続されている。
第2排気流路82Fは、左第2排気流路82FL及び右第2排気流路82FRから構成されている。左第2排気流路82FLは左クロスメンバ16Lから構成され、右第2排気流路82FRは右クロスメンバ16Rから構成される。図7に示すように、上面に吐出口81aが形成された左第1排気ダクト81Lは、吐出口81aが左クロスメンバ16L内に位置するように、左クロスメンバ16Lを貫通することで、左第1排気ダクト81Lと左クロスメンバ16Lとを接続する。これにより、左第1排気流路81FLから左クロスメンバ16Lからなる左第2排気流路82FLが分岐する。また、上面に吐出口81aが形成された右第1排気ダクト81Rは、吐出口81aが右クロスメンバ16R内に位置するように、右クロスメンバ16Rを貫通することで、右第1排気ダクト81Rと右クロスメンバ16Rとを接続する。これにより、右第1排気流路81FRから右クロスメンバ16Rからなる右第2排気流路82FRが分岐する。
左第2排気流路82FLを構成する左クロスメンバ16Lは、左サイドトリム15Lの左前部座席14L近傍に設けられた左第2接続部85Lで左サイドシル13Lに接続されている。また、右第2排気流路82FRを構成する右クロスメンバ16Rは、右サイドトリム15Rの右前部座席14R近傍に設けられた右第2接続部85Rで右サイドシル13Rに接続されている。左第2接続部85L及び右第2接続部85Rには、所定の隙間が設けられており、左クロスメンバ16L内の空気及び右クロスメンバ16R内の空気は、左サイドトリム15Lと左サイドシル13L、及び右サイドトリム15Rと右サイドシル13Rとによって形成された内側空間に排出される。
なお、左サイドトリム15Lの内側には、左第2接続部85Lより前方への排気流れを阻害するリブ86が形成されている。また、右サイドトリム15Rの内側には、右第2接続部85Rより前方への排気流れを阻害するリブ86が形成されている。これらのリブ86は、左サイドトリム15Lと左サイドシル13L、及び右サイドトリム15Rと右サイドシル13Rとによって形成された内側空間を塞ぐように左サイドトリム15L,右サイドトリム15Rからそれぞれ突設されている。
また、図6に示すように、左サイドトリム15L及び右サイドトリム15Rには、シートベルト留具用の開口部88が設けられており、左サイドトリム15L及び右サイドトリム15Rの内側には、開口部88の上流側に開口部88への排気流れを阻害するガイド89が設けられる。
また、左第1排気ダクト81L及び右第1排気ダクト81Rの側方には、左第1排気ダクト81L及び右第1排気ダクト81Rに沿うように、左空調用ヒーターダクト91L,右空調用ヒーターダクト91Rが配置されている。
次に、上記の構成を備えた本実施形態の作用について説明する。
センターコンソール30に内装される高圧バッテリ32や高圧系機器35などを冷却するために冷却ファン36を作動させると、カバー部材57の吸気グリル56から車室87内の空気が冷却風として取り込まれる。この冷却風は、吸気ダクト37から排気ダクト38に向けて高圧バッテリ32内を流れて高圧バッテリ32を冷却した後、DC−DCコンバータ42とインバータ44との間に形成された冷却通路39を通ってDC−DCコンバータ42及びインバータ44を冷却し、冷却ファン36から分岐ダクト83に流入し、二股分岐部83cで左右方向に分流する。
左方向に分流した空気流は、左分岐ダクト83L内を通り、左第1排気ダクト81Lに導かれて、左サイドトリム15Lの左後部座席(不図示)近傍に設けられた左第1接続部84Lから左サイドトリム15Lと左サイドシル13Lとによって形成された内側空間に流入し、更に左サイドトリム15L内部を後方に流れて左第2吐出口22Lから、及び左第2吐出口22Lに至るまでに左サイドトリム15Lとフロアマット等によって形成された不図示の隙間から車室87内に戻される。
また、分岐ダクト83により右方向に分流した空気流は、右分岐ダクト83R内を通り、右第1排気ダクト81Rに導かれて、右サイドトリム15Rの右後部座席17R近傍に設けられた右第1接続部84Rから右サイドトリム15Rと右サイドシル13Rとによって形成された内側空間に流入し、更に右サイドトリム15R内部を後方に流れて右第2吐出口22Rから、及び右第2吐出口22Rに至るまでに右サイドトリム15Rとフロアマット等によって形成された不図示の隙間から車室87内に戻される。
第1排気流路81Fは、左第1排気ダクト81L及び右第1排気ダクト81Rの長さ、形状(断面積)が同じであり、更に分岐ダクト83は、流路長が長い右分岐ダクト83Rに拡径部83bが設けられて、右分岐ダクト83R及び左分岐ダクト83Lの圧力損失が略等しくなっているので、冷却ファン36からの排気流は、二股分岐部83cで左右均等に分流される。
一方、左第1排気ダクト81L内を後方に流れる空気流の一部は、左クロスメンバ16L内に開口する吐出口81aで分流し、左クロスメンバ16Lに従って左サイドトリム15Lの左前部座席14L近傍に設けられた左第2接続部85Lから左サイドトリム15Lと左サイドシル13Lとによって形成された内側空間に流入する。そして、左サイドトリム15L内部を後方に流れて左第1吐出口21Lから、及び左第1吐出口21Lに至るまでに左サイドトリム15Lとフロアマット等によって形成された不図示の隙間から車室87内に戻される。このとき、左第2接続部85Lから前方への流れは、左サイドトリム15Lの内側に形成されたリブ86により阻害されるので、空気流は主に左第2接続部85Lよりも後方から車室87内に戻される。
また、右第1排気ダクト81R内を後方に流れる空気流の一部は、右クロスメンバ16R内に開口する吐出口81aで分流し、右クロスメンバ16Rに従って右サイドトリム15Rの右前部座席14R近傍に設けられた右第2接続部85Rから右サイドトリム15Rと右サイドシル13Rとによって形成された内側空間に流入する。そして、右サイドトリム15R内部を、後方に流れて右第1吐出口21Rから、及び右第1吐出口21Rに至るまでに右サイドトリム15Rとフロアマット等によって形成された不図示の隙間から車室87内に戻される。このとき、右第2接続部85Rから前方への流れは、右サイドトリム15Rの内側に形成されたリブ86により阻害されるので、空気流は主に右第2接続部85Rよりも後方から車室87内に戻される。
なお、左サイドトリム15L及び右サイドトリム15Rには、シートベルト留具用の開口部88が設けられているが、左サイドトリム15L及び右サイドトリム15Rの内側には、開口部88への排気流れを阻害するガイド89が設けられるので、開口部88から強い排気流が吐出することはなく、乗員に不快感を与えることはない。
このように、高圧バッテリ32を冷却した冷却風は、分岐ダクト83で左右均等に分流し、第1排気流路81F、及び第2排気流路82Fを介して左第1接続部84L,右第1接続部84R、及び左第2接続部85L,右第2接続部85Rから左サイドトリム15L,右サイドトリム15R内に分散排気される。更に、冷却風は、左サイドトリム15L,右サイドトリム15R内で拡散され、主に左第1吐出口21L,右第1吐出口21R、及び左第2吐出口22L,右第2吐出口22Rから車室87内に分散排気される。従って、室内87に戻される冷却風の排気流により、乗員に不快感を与えることがなく、且つ効率よくバッテリを冷却することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る車両10によれば、センタートンネル12上に配置されたセンターコンソール30は、高圧バッテリ32と、高圧バッテリ32の前方で且つ冷却風の流れ方向で高圧バッテリ32よりも下流側となるように配置された冷却ファン36と、を備える。冷却ファン36の吐出口36aは、センタートンネル12の幅方向中央CLに対し左方向にオフセットする分岐ダクト83の冷却風入口83aに接続されて、冷却風が左右方向に分流する。分岐ダクト83の冷却風入口83aのオフセット方向と逆方向となる右分岐ダクト83Rには、断面積が大きな拡径部83bが設けられている。これにより、分岐ダクト83の冷却風入口83aからの距離が長く、圧力損失が大きくなる反オフセット側の右分岐ダクト83Rの圧力損失を、拡径部83bにより低減することができ、左分岐ダクト83L及び右分岐ダクト83Rの圧力損失を略同じ大きさとして、冷却風入口83aから導入された冷却ファン36からの冷却風を、左分岐ダクト83Lと右分岐ダクト83Rとに均等に分流させることができる。これにより、高圧バッテリ32を冷却した冷却風を車室87内に分散排気できる。また、1台の冷却ファン36により冷却風を分散排気できるので車室87内の空間を有効利用できる。
また、分岐ダクト83は、冷却風入口83aの中央に配置される二股分岐部83cによって排気流路80Fを左第1排気流路81FLと右第1排気流路81FRに分岐し、左分岐ダクト83L及び右分岐ダクト83Rは、それぞれ下流を後方に向けて斜め下方に延びるので、排気流路80F内を流動する冷却風の流れを整流して、排気流路80Fの圧力損失を低減することができる。
さらに、センタートンネル12の上面12aと分岐ダクト83によって形成された略三角形の空間92に、ハーネス93が配索されるので、ハーネス93の取り回しが容易になると共に、分岐ダクト83によって形成された空間を有効に利用してコンパクトに配索することができる。
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
センタートンネル12は、フロアパネル11のみで形成されていてもよく、フロアパネル11がセンタートンネルカバーで覆われた一体成形品であってもよい。
10 車両
11 フロアパネル
12 センタートンネル
12a 上面
30 センターコンソール
32 高圧バッテリ
36 冷却ファン
36a 吐出口(出口)
80F 排気流路
81FL 左第1排気流路(左排気流路)
81FR 右第1排気流路(右排気流路)
83 分岐ダクト(分岐部材)
83a 冷却風入口
83b 拡径部
83c 二股分岐部
92 空間
93 ハーネス(配線)
CL センタートンネルの幅方向中央

Claims (3)

  1. フロアパネルに前後方向に延びるように形成されたセンタートンネルと、
    前記センタートンネル上に配置され、高圧バッテリ及び冷却ファンを内装するセンターコンソールと、
    該冷却ファンに接続される排気流路と、を備え、
    前記冷却ファンが、前記高圧バッテリの前方で且つ冷却風の流れ方向で前記高圧バッテリよりも下流側となるように配置された、車両であって、
    前記冷却ファンの出口は、前記センタートンネルの幅方向中央に対し左右方向のいずれか一方にオフセットするように設けられ、
    前記排気流路は、分岐部材によって前記左右方向に分岐され、
    該分岐部材は、前記左右方向の他方に前記一方よりも流路が拡径された拡径部を有する、車両。
  2. 請求項1に記載の車両であって、
    前記分岐部材は、前記出口の中央に配置される二股分岐部によって前記排気流路を左排気流路と右排気流路に分岐し、
    前記左排気流路と前記右排気流路は、それぞれ下流を後方に向けて斜め下方に延びる、車両。
  3. 請求項1又は2に記載の車両であって、
    前記センタートンネルの上面と前記分岐部材によって形成された空間に、配線が配索される、車両。
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